为什么这段代码会多次生成缓存命中？答案

【问题标题】：Why does this code generates a cache hit many times?为什么这段代码会多次生成缓存命中？
【发布时间】：2017-02-06 22:03:17
【问题描述】：

我了解缓存命中和未命中的概念，但不知何故我并没有真正理解代码示例。下面的代码应该会生成很多 catch Hits，但是为什么呢？我们在哪一部分看到了这一点？我们现在怎么知道这段代码大部分时间会在缓存中找到数据呢？

char array[1000]; 
for ( int i=0; i<1000; i++ ){ 
printf("%d ", array[i]); 
}

【问题讨论】：

如果您了解缓存的工作原理以及何时发生命中和未命中，那应该是显而易见的。如果不是，您应该阅读有关缓存的更多信息，并尝试思考它的作用以及代码的作用。在纸上画一个缓存并播放它。
由于您以顺序方式访问元素并且项目是连续的，因此缓存可以发挥最佳作用，因为它旨在做到这一点。
创建一个大数组，并访问彼此相距很远的元素。 0 索引然后 10000 然后 20000 然后 30000，... 或随机。
可能不会。索引 4 在缓存中，因为您最近访问了索引 2。
这在很大程度上取决于您非常具体的缓存实现。缓存可以有不同的缓存线大小和不同的机制来查找缓存线。

【解决方案1】：

给定的代码是参考的空间局部性的完美示例，因为array[i] 以连续和前向的方式访问。根据Wikipedia：

空间局部性

如果在特定时间引用了特定存储位置，那么很可能会引用附近的内存位置不久的将来。在这种情况下，通常会尝试猜测当前参考周围区域的大小和形状值得准备更快的访问。

您可能还注意到，i 变量具有时间局部性，在这种情况下，optimizing compiler 很可能会将其放入 CPU 寄存器中。

【讨论】：